Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
-----***-----

TRẦN VĂN LONG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA
VÔ CƠ Ở BẬC ĐẠI HỌC CÁC NGUYÊN
TỐ PHI KIM NHÓM VIIA, VIA

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành : Hóa vô cơ

Hà Nội, 2012
Khóa luận tốt nghiệp

Page 1


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang bước vào giai đoạn quyết định của thời kì CNH, HĐH ,
cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học – kỹ thuật,vì vậy trong xu thế toàn
cầu hóa hiện nay, việc trang bị kiến thức nhằm tạo ra những con người có đủ
năng lực trình độ để nắm bắt khoa học kỹ thuật, đủ bản lĩnh để làm chủ vận
mệnh đất nước là vấn đề sống còn của quốc gia. Tuy nhiên trên thực tế cho thấy

cực để phát triển năng lực tư duy, sáng tạo, độc lập của người học.
1. Nội dung nghiên cứu
Hệ thống bài tập tự luận hóa vô cơ bậc đại học phần phi kim cho 2 nhóm
- Nhóm VIIA (Halogen)
- Nhóm VIA (Oxi – Lưu huỳnh)
2. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu đưa ra hệ thống câu hỏi và bài tập trong nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu hướng dẫn đưa ra cách giải
Phân loại thành hệ thống hóa kiến thức và bao quát nội dung môn học của
2 chương này.

Khóa luận tốt nghiệp

Page 3


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa

CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1. Ý nghĩa của hệ thống bài tập
Như chúng ta đã biết, việc giảng dạy phải thích nghi với người học chứ
không phải buộc người học tuân theo các quy tắc có sẵn từ trước tới nay. Do vậy,
người học cần có tiếng nói nhiều hơn trong các vấn đề liên quan đến giáo dục.
Trong những năm trở lại đây, nổi lên một vấn đề mới đó là “việc giảng dạy phải
đảm bảo cho người học trở thành một công dân có trách nhiệm và hoạt động hiệu
quả”. Như vậy, mục đích của việc học tập đã phát triển từ học để hiểu đến học để
hành rồi mới đến học để trở thành một con người tự chủ, sáng tạo, năng động
trong mọi hoạt động. Vì vậy, việc học tập sẽ giải quyết vấn đề trong học tập,
trong thực tế đòi hỏi con người phải có cả kiến thức và phương pháp tư duy.
1.1.1. Phân loại bài tập và câu hỏi hóa học

- Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hóa, kiểm tra đánh giá việc
nắm bắt kiến thức một cách tốt nhất (chủ động, sáng tạo).
- Tạo điều kiện để phát triển tư duy cho người học: khi giải bài tập bắt
buộc người học phải suy luận, quy nạp, diễn dịch hoặc các thao tác tư duy đều
Khóa luận tốt nghiệp

Page 5


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa
được vận dụng.Trong thực tế học tập, có những vấn đề buộc người học phải đào
sâu suy nghĩ mới hiểu được trọn vẹn. Thông thường khi giải một bài toán nên
yêu cầu hoặc khuyến khích người học giải bằng nhiều cách - tìm ra cách giải
ngắn nhất, hay nhất.

* Tác dụng giáo dục:
- Bài tập hóa học có tác dụng giáo dục tư tưởng cho học sinh, sinh viên vì
thông qua giải bài tập rèn luyện cho HS, SV tính kiên nhẫn, trung thực trong học
tập, tính sáng tạo khi xử lý và vận dụng trong các vấn đề học tập. Mặt khác, qua
việc giải bài tập rèn luyện cho các em tính chính xác khoa học và nâng cao hứng
thú học bộ môn.
- Các bài tập hóa học còn được sử dụng như một phương tiện nghiên cứu
tài liệu mới, ngoài ra các bài có nội dung thực nghiệm có tác dụng rèn luyện tính
tích cực, tự lực lĩnh hội tri thức và tính cẩn thận, tuân thủ triệt để quy định khoa
học, chống tác phong luộm thuộm, vi phạm những nguyên tắc khoa học
1.1.3. Vận dụng kiến thức để giải bài tập
Để giải bài tập người học phải biết vận dụng lý thuyết đã học ở nội dung
các chương các bài, quá trình này thực chất đòi hỏi người học phải có một kĩ
năng nhận thức và tư duy nhất định. Hoạt động nhận thức và phát triển tư duy
của sinh viên trong quá trình dạy học hóa học. Nhận thức là một trong ba mặt cơ

đó là “dạy học hướng vào người học”, “hoạt động hóa người học”.
1.3.

Cơ sở phân loại câu hỏi bài tập căn cứ vào mức độ nhận thức và tƣ duy
Việc phân loại sắp xếp các câu hỏi và bài tập học phần phân tích lí hóa căn

cứ vào các mức độ nhận thức và tư duy của quá trình lĩnh hội kiến thức kỹ năng
kỹ xảo tôi thấy có thể sắp xếp thành 4 dạng sau:

Khóa luận tốt nghiệp

Page 7


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa

Dạng bài
tập

Năng lực nhận thức

Năng lực tư duy

Biết (nhớ lại những kiến
I

thức đã học một cách máy

Tư duy cụ thể



IV

Vận dụng

VËn dụng sáng tạo (phân
tích, tổng hợp, đánh giá)

Tư duy hệ thống

Đổi mới (lặp lại

(suy luận tương tự,

kỹ năng nào đó

tổng hợp, so sánh,

một cách chính

khái quát hóa)

xác, nhịp nhàng)

Tư duy trừu tượng
(suy luận một cách
sáng tạo)

Sáng tạo (hoàn
thành kỹ năng

Một số tính chất vật lý được dẫn ra trong bảng sau:
Tính chất

Flo

Clo

Brom

Iod

Công thức

F2

Cl2

Br2

I2

Khí, vàng

Khí, vàng

Lỏng, nâu

Rắn, tím

nhạt



Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa
Tính chất hóa học của halogen là tính oxi hóa, từ Clo đến Iod thì xuất hiện
thêm tính khử và tính khử tăng dần.
2.1.2.1. Tác dụng với đơn chất
* Tác dụng với kim loại
Các Halogen tác dụng với hầu hết các kim loại và đưa lên số oxi hóa cao
nhất, Flo tác dụng với tất cả các kim loại kể cả Vàng và Platin. Từ Clo đến Iod
khả năng phản ứng giảm dần.

2M + nX2

2Fe + 3Cl3

2Al + 3Cl2

t0

t0

2MXn

2FeCl3

t0

2AlCl3

*Tác dụng với phi kim


H2 + I2

as

800

0

C

2HCl

2HI

+ Với các phi kim khác như: P, S, … (halogen không phản ứng trực tiếp
với O2, N2, C).
2P + 3X2

2PX3 ( PX5 )

2P + 5Cl2

2PCl5

2.1.2.2. Tác dụng với hợp chất
* Tác dụng với nƣớc:
+ Flo tác dụng mãnh liệt với nước, tùy vào điều kiện mà tạo ra sản phẩm
khác nhau.


halogenua và hipohalogenit ( với dung dịch kiềm đặc, nóng tạo hỗn hợp muối
halogenua và halogenat.
X2 + 2NaOHloãng, lạnh

NaX + NaXO + H2O

Cl2 + 2NaOHloãng, lạnh

NaCl + NaClO + H2O

3X2 + 6NaOHđặc, nóng

3Br2 + 6NaOH đặc, nóng

t0

5NaX + NaXO3 + 2H2O
t0

5NaBr + NaBrO3 + 2H2O

*Tác dụng với muối của Halogen khác (phản ứng hoán vị):
+ Flo có khả năng đẩy halogen khác khỏi các hợp chất ion, hợp chất cộng
hóa trị, với KCl (rắn) ở nhiệt độ thấp tạo Cl2,KBr tạo BrF3, KI tạo IF5.
F2 + 2KCl rắn

2KF + Cl2

4F2 + 2KBr



(3n + 1) F2 + CnH2n+2

nCF4 + (2n+2) HF

+ Clo phản ứng mạnh, brom phản ứng êm dịu hơn, iod phản ứng kém và
thuận nghịch.

Cl2 + CnH2n+2

CnH2n+1Cl + HCl

2.1.2.3. Tính khử của các Halogen

F2 không thể hiện tính khử

Khóa luận tốt nghiệp

Page 14


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa
Từ Clo đến Iod tính khử tăng dần.

5Cl2 + Br2 + 6H2O

2HBrO3 + 10HCl

Iod còn có khả năng tạo ra những hợp chất trong đó Iod ở dạng cation


2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O

+ Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch muối ăn.

2NaCl + 2H2O

đpdd,m.n. x

2NaOH + Cl2 + H2

Điều chế brom, iod:

Cl2 vừa đủ + 2NaBr

2NaCl + Br2

Cl2 vừa đủ + 2NaI

2NaI + I2

2.1.3. Một số hợp chất của Halogen

2.1.3.1. Hidrohalogenua và axit Halogenhidric (HX)
- Khí hidrohalogenua (HX) là chất khí không màu, có độc tính cao, ở trạng
thái khô không có tính axit.

- Khoảng cách d(H

X) trong phân tử tăng dần, năng lượng liên kết giảm


Fe + 2HX

FeX2 + H2

- Tác dụng với muối tạo ra muối mới và axit mới
2HCl + CaCO3
Ngoài ra:

CaCl2 + CO2 + H2O

SiO2 + 4HF

SiF4 + 2H2O

Nếu HF dư: SiF4 + 2HF

H2SiF6 (axit hexaflosilixic)

- Tính khử: HF không thể hiện tính khử, HCl chỉ thể hiện tính khử khi tác

dụng với chất oxi hóa mạnh, còn HBr và nhất là HI có tính khử mạnh

MnO2 + 4HCl

t0

MnCl2 + Cl2 + 2H2O

2HBr khí + H2SO4 đặc
8HI khí + H2SO4 đặc


t0

2HCl

- Điều chế HBr, HI: Dùng phương pháp thủy phân muối bromua và

iodua của photpho

PX3 + 3H2O

H3PO3 + 3HX

2.1.3.2. Axit hipohalogenơ (HXO)

* Axit HFO:
- Ở nhiệt độ thường đã bị phân hủy: 2HFO
- Tác dụng với nước: HFO + H2O

2HF + O2

HF + H2O2

- Điều chế: Cho khí Flo tiếp xúc với nước đá

F2 + H2O đá

Khóa luận tốt nghiệp

HFO + HF

Khi đun nóng: 3Cl2 + 6KOH

t0

KCl + KClO + H2O

5KCl + KClO3 + 3H2O

+ BrO – phân hủy chậm ở 00C, phân hủy nhanh ở nhiệt độ thường
+ IO – phân hủy ở tất cả các nhiệt độ

3I2 + 6KOH

Khóa luận tốt nghiệp

5KI + KIO3 + 3H2O

Page 19


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa
Axit hipohalohenơ và muối hipohalogenit đều là những chất oxi hoa
mạnh, tính oxi hóa giảm dần từ clo đến iod
3ClO - + 2NH3

N2 + 3Cl - + 3H2O

- Điều chế:

+ HClO : Cl2 + H2O


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa
Muối Clorit bền hơn axit clorơ
NaClO2 được điều chế : 2ClO2 + Na2O2
Khi đun nóng: 3NaClO2

2NaClO2 + O2

NaCl + 2NaClO3

Điều chế: Ba(ClO2)2 + H2SO4

2HClO2 + BaSO4

(huyền phù)

2.1.3.4. Axit Halogenic (HXO3)
* Axit HXO3 là những axit mạnh một lần axit, lực axit giảm dần từ Cl đến I
* Cả ba axit HXO3 (HClO3, HBrO3, HIO3) đều là chất oxi hóa mạnh tính
oxi hóa giảm dần từ Clo đến Iod
- Tác dụng với S, P, As, SO2, …
4HClO3 + 5S

2Cl2 + 5SO2 + 2H2O

- Giấy hay bông bốc cháy ngay khi tiếp xúc với dung dịch HClO3 40%
* Điều chế: Cho halogenat tác dụng với axit H2SO4
Ba(ClO3)2 + H2SO4
Khóa luận tốt nghiệp


* Axit HXO4 là axit mạnh hơn axit HXO3 và tính axit giảm dần từ HClO4
đến HIO4 (hay H5IO6). Axit HClO4 là axit mạnh nhất trong các axit đã biết.
* Tính bền cũng giảm dần từ HClO4 đến H5IO6 (HClO4 dung dịch 72% rất bền
có thể cất trữ được nhưng HClO4 khan thì bị phân hủy ngay ở nhiệt dộ thường.
3HClO4 (khan)

Khóa luận tốt nghiệp

Cl2O7 + HClO4.H2O

Page 22


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa
* Tính oxi hóa: HClO4 khan là chất oxi hóa rất mạnh nhưng trong dung
dịch hầu như không thể hiện tính oxi hóa.
ClO 4 + 8H+ + 8e

Cl

+ 4H2O

2.2. Bài tập
2.2.1. Dạng bài tập định tính: Vận dụng lý thuyết đã học để giải thích, viết
phƣơng trình, dự đoán sản phẩm, dự đoán hiện tƣợng.
Bài 1: Hãy so sánh các đại lượng ái lực e, năng lượng liên kết, năng lượng hidrat
hóa, thế tiêu chuẩn của flo và clo từ đó giải thích:
Đại lượng

F2

b) Tại sao trong dung dịch nước, flo có tính oxi hóa mạnh hơn clo?

Khóa luận tốt nghiệp

Page 23


Trần Văn Long – k34A – Khoa Hóa

Giải :
Ta thấy rằng năng lượng liên kết và ái lực e của flo bé hơn clo, năng
lượng hidrat lớn và thế tiêu chuẩn của flo lớn hơn clo
a) Mặc dù có ái lực e thấp hơn (có tính oxi hóa kém hơn) nhưng năng lượng
liên kết trong phân tử flo bé hơn, do đó khả năng phản ứng của flo cao hơn clo.

b) Quá trình chuyển X2

2X - ở trong dung dịch phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Năng lượng phân li phân tử thành nguyên tử (năng lượng liên kết).
- Ái lực e để biến X thành X - .
- Năng lượng hidrat hóa của anion X –
Với flo, mặc dù năng lượng phân li phân tử thành nguyên tử và ái lực bé
hơn clo, nhưng năng lượng hidrat hóa của ion F- lại lớn hơn nhiều so với ion Cl-,
do đó trong dung dịch nước, flo có tính oxi hóa mạnh hơn clo.
Bài 2: Tại sao flo không thể xuất hiện mức oxi hóa dương trong các hợp chất hóa
học?

Giải :
Trong nguyên tử của các halogen có một electron không ghép đôi, nên trừ


s

p

s

p

p

d

d

d

Kết quả tạo ra ba, năm, bảy electron không ghép đôi ứng với các trạng thái
hóa trị 3, 5, 7 của halogen. Quá trình kích thích đó xảy ra dưới ảnh hưởng của
những nguyên tử có độ âm điện mạnh hơn.

Lớp ngoài cùng của flo không có obitan d, muốn tạo ra trạng thái hóa trị
lớn hơn một ở flo phải kích thích electron từ obitan 2p sang lớp thứ ba, không có
nguyên tố nào có độ âm điện mạnh hơn flo để cung cấp năng lượng đủ để thực
hiện quá trình kích thích trên, do đó với flo không thể xuất hiện mức oxi hóa
dương và chỉ có thể có hóa trị một.

Bài 3: Giải thích
Khóa luận tốt nghiệp